Caracterización cristalográfica

La caracterización cristalográfica permite analizar la organización interna de los materiales cristalinos mediante la determinación de su estructura atómica, fases cristalinas, grado de cristalinidad y la posible presencia de defectos o impurezas estructurales. Este análisis, esencial para comprender y controlar las propiedades mecánicas, térmicas, ópticas y químicas de un material, se utiliza en numerosos sectores: materiales y polímeros, industria alimentaria, nutracéuticos, plantas, principios activos y productos semielaborados técnicos. Constituye un paso clave en la formulación, cualificación, optimización y certificación de productos complejos.

Importancia del análisis

Las propiedades de los materiales cristalinos se derivan directamente de su estructura interna. Una variación en el grado de cristalinidad puede alterar la resistencia mecánica, la solubilidad, la estabilidad, la reactividad química o la biodisponibilidad de un ingrediente activo. Las transiciones de fase, la presencia de polimorfos, defectos cristalinos o impurezas estructurales también pueden influir en el rendimiento final del material o producto. Por lo tanto, la caracterización cristalográfica permite: garantizar la seguridad de las materias primas utilizadas en las formulaciones, verificar la consistencia entre lotes, comprender los fenómenos de envejecimiento, controlar la calidad de los polímeros semicristalinos, evaluar ingredientes nutracéuticos o alimentarios y validar la reproducibilidad de un proceso industrial.

Métodos analíticos

La difracción de rayos X (DRX) es la técnica de referencia para determinar la estructura cristalina de un material. Proporciona un difractograma característico que nos permite:

• identificar las fases cristalinas presentes en una muestra
• cuantificar el grado de cristalinidad
• detectar transiciones de fase (fusión parcial, reordenamientos estructurales)
• Estimar el tamaño de los cristalitos utilizando el método de Scherrer
• revelar la presencia de impurezas o polimorfos

La difracción de rayos X (DRX) puede complementarse con otras técnicas cuando sea necesario: microscopía electrónica para observar la morfología cristalina, espectroscopía FTIR o Raman para identificar estructuras moleculares o confirmar las fases observadas. El uso combinado de estos métodos proporciona una comprensión detallada y precisa del comportamiento estructural del material.

Matrices analizadas

Este análisis es aplicable a una amplia variedad de matrices: polvos minerales o metálicos, excipientes e ingredientes nutracéuticos, polvos vegetales, extractos con estructura cristalina, polímeros semicristalinos (PE, PP, PA, PET, PEEK…), cerámica, materiales técnicos, pigmentos, aditivos, cristales farmacéuticos o alimentarios. Permite el estudio tanto de materias primas como de productos terminados o semiterminados.

Interés para los profesionales

Los fabricantes, formuladores, investigadores e ingenieros de materiales utilizan la caracterización cristalográfica para validar sus materias primas, comparar diferentes lotes, optimizar los procesos de cristalización, controlar la consistencia de las fases cristalinas y prevenir defectos estructurales que podrían afectar el rendimiento del producto. En los sectores nutracéutico y alimentario, ayuda a controlar la solubilidad, la biodisponibilidad y la estabilidad de los principios activos. En la ciencia de los materiales, permite caracterizar la estructura de los polímeros, controlar los tratamientos térmicos y diagnosticar fallos. Este análisis proporciona, por tanto, una visión precisa y esencial de la estructura interna de un material.

Experiencia de YesWeLab

YesWeLab colabora con laboratorios equipados con sistemas XRD de alto rendimiento y con reconocida experiencia en análisis cristalográfico. La mayoría de nuestros socios cuentan con certificaciones o acreditaciones (ISO 17025, COFRAC), lo que garantiza la calidad y fiabilidad de los resultados. En función de su matriz y la información que necesite, seleccionamos la técnica más adecuada y le brindamos apoyo durante todo el proceso, desde la recepción de la muestra hasta la interpretación de los resultados. Desde 2020, numerosos fabricantes y empresas de ingeniería confían en YesWeLab para optimizar su producción, controlar sus lotes y obtener un conocimiento más profundo de sus materiales.

Otros análisis relevantes del catálogo de YesWeLab

• Análisis FTIR de materiales
• Espectroscopia Raman
• Microscopía electrónica (MEB)
• Análisis térmico (DSC, TGA)
• Conocimientos sobre materiales y análisis de fallos